电力设备行业系列报告(49)：固态变压器是AIDC重要供电方案之一空间广阔

在AIDC功率密度提升的趋势下，英伟达提出800V直流架构，并明确固态变压器行业规模SST可能是终极供电方案。SST是高度集成化的电力电子解决方案，占地少、效率高，未来渗透率有望持续提升，且在绿电直连等领域有广阔应用场景。北美缺电可oAIDC供电架构直流化是趋势，SST或是终极解决方案。AIDC服务器机柜正向MW级发展，传统供电方式的多级交直流转换链路存在损耗高、空间占用大、及铜耗大等问题。SST通过电力电子变换与高频变压器实现中压交流电直接转换至800V直流电，在转换效率、占地面积等方面优势突出，且能实现多端口绿电接入及模块化快速部署，可能成为AIDC终极供电方案。oSST市场空间广阔。海外缺电背景下，可能倒逼SST产业化加速。除了大型AIDC对于SST的需求较为迫切，绿电直连、柔性配网、电动汽车充电、轨道交通等领域，SST的应用前景也十分广阔，国内已经有很多示范项目。根据我们测算，AIDCSST市场空间可能是千亿级别，叠加其他应用场景，空间更大。o电力电子企业正在加速布局SST。随着台达、伊顿推出针对数据中心的SST产品之后，国内电力电子企业也纷纷推出样机或宣布加大研发投入。中国企业在电力电子及中压并网领域有较深的积累，有望通过前瞻布局SST在AIDC供电方案迭代中实现弯道超车。目前，外资正在推动SST向高压、高功率方向发展，中国领先企业也在加速升级。o功率器件和高频变压器是SST的核心零部件。SST拓扑由中压整流AC/DC、中压隔离变换DC/DC两个环节构成，其中功率器件和高频变压器的成本分别约占40-50%和15-20%，其成本和成熟度是影响SST产业化的关键因素。考虑功率器件的耐压性限制，中压整流环节一般采用级联方式，而大量电力电子器件级联给系统可靠性带来挑战，需要时间验证；高频变压器随着电压等级升高在绝缘、局放、电晕等方面难度加大，且下游要求SST结构尽可能紧凑，频率越高可能损耗越大，因此高频变压器的设计和工艺较为关键。o固态断路器是关键保护设备。固态断路器是电力电子开关设备，具备开断速度快、寿命长、可靠性高、体积小等优势，适配AIDCSST配电架构发展趋势。其技术壁垒在于功率半导体、控制算法、热管理及系统集成等方面，海外电力设备龙头技术领先，国内企业则利用产业链优势加速切入。o建议关注：阳光电源、四方股份、中国西电、金盘科技、伊戈尔、禾望电气、新风光、白云电器、京泉华、新特电气、良信股份等。o风险提示：SST渗透不及预期、供应链面临瓶颈、AIDC需求不及预期等。重点公司主要财务指标金盘科技------%(%)电力设备及新能源沪深3000资料来源：公司数据、（未评级公司预测数据采用Wind2正文目录 5 5 6 7 7 8 20 20 20 20 20 20 20 20 21 21 21 21 22 5 6 6 7 7 8 9 9 4 6 8 9 一、固态变压器可能是AIDC终极供电方案UPS：技术成熟、兼容性强，是当前数据中心势，在海外AIDC中的应用正在扩大。巴拿马电源：采用移相变压器将降压与整流功能合二为一，效率可提高至AI服务器机架正向MW级发展，若沿用54V直流供电，电源机架将对计算空间要求数据中心自2024年起披露PUE指标，《欧SST提出时间较早。苏格兰研究团队于2001年在《IEEProceedings-ElectricPowerApplications》中系统阐述了固态变压器概念，核心是以高频开关变换+转换效率高，省电：SST系统的传输电压高、链路短、设备节点少，较传体积小，节省占地面积：从中压变压器到列头柜，SST系统的占地面积不减少用铜量，降低成本：SST系统具有硅进铜退特征，采用半导体比，传输同等功率的电力所需要的线缆或铜排截面积也大幅降低，传输适配新能源并网，兼容性高：SST具备多端口、多电压等级转换能力，可都能实现集成化，现场部署工期可缩短至几UPSHVDC巴拿马电源系统效率95%左右95%左右97.5%左右98%以上100%80%40%25%配置速度一般一般预制化，较快预制化，快7二、SST应用场景广阔，市场空间大更高转换效率、更高功率密度、更快配置速度的SST供电架构。ArchitectureforAIInfrastructureWhitepaper》，明确提出将固态变压器技术作在OCP2025提出交流34.5kV输入，直流±750V输出的SST供电方案。直流直供制氢或电解等大型直流负荷，可摆脱对交术路径；）；项目名称投运/中标时间、关键意义东莞巷尾多站合一直流微电网示范工程边缘数据中心等，公司供货多端SST产品和系统集成宁波慈溪氢电耦合直流微网示范工程2023年首次用SiC投运城市配电网柔性互联关键设备技术示范工程2018年南网首个商业运行的SST南网松山湖中压柔性直流互联示范工程世界首个基于电力电子变压器的中压柔直背靠背系统三峡能源云南光伏电站直流升压示范项目2020年，发电侧应用，电压等级较高30KV西安高新区SST全功率研发测试平台2023年建成三峡水利重庆两江新区工商业SST储能2025年投运9项目名称投运/中标时间电压等级SST容量关键亮点&示范价值万国数据重庆水土数据中心SST储能项目2024年投运800VDC输出1.2MW全球首个10kVSST商业化直挂储能；替代传统变压+PCS；系统效率98%+，适配AI高功率机柜供电架构新疆塔城新能源基地SST储能示范2025年10kV/35kV兆瓦级集群适配弱电网、高比例新能源并网广东江门高速服务区光储直柔超充站2025年投运10kV→750VDC1.25MW直流共母线架构；省去多级变流；解决服务区电网扩容难、压降大问题北京国电瑞风零碳园区SST微网2026年10kV→750VDC1.25MW光伏/储能/负荷直连直流母线；绿电自用率提升30%+，园区损耗显著下降广州地铁8号线东延段SST牵引柔直系统2026年轨道交通专用大容量全球首套地铁全直流SST重构；替代工频变压+整流；体积减60%、损耗降20%+，支持列车能量回收西安高新区SST全功率研发测试平台2023年建成10kV/35kV全等级测试基准平台企业自研权威试验基地，支撑全系列SiC-SST迭代与行业标准验证三峡水利重庆两江新区工商业SST储能2025年投运10kV直挂兆瓦级对比传统变流方案效率高3～5个百分点，占地大幅缩减级并结合液冷技术，可进一步降低数据中心PUE；提高供电电压等级后，还能够降低输电损耗、扩大能源与算力负荷部署半径，缓解“源-算”空间约束。此新能源利用效率。工信部2026年2（2026—2028年）》文件中，大容量S本下降，渗透率的提升可能是非线性的。基于2SST渗透率30%50%AIDC新增装机（GW）8080SST系统价格（元/W）43SST市场空间（亿元）960三、电力电子企业正在加速布局SST1、台达、伊顿进度领先，海外企业推动SST向高压、锁定重工业与电网级应用。伊顿在26Q1业绩交流会上提及，公司正在试点近企业进度中国台湾数据中心SST已有稳定运行场景。公司2026年3月与龙芯中科、汉腾科技联合发布集装箱式SST（固态变压器）直流移动智算中心。以台达SST固态变压器为核心能源支撑，深度集成龙芯3C6000自主CPU、国产AI加速卡与汉腾HT100服务器，打造出从电网到芯片的全栈国产算力基础设施解决方案。运用800伏直流供电架构，实现超过98.5%的全链路能源转换效率。美国伊顿2024年底为世纪互联某数据中心提供2MWSST样机，支持多能源接入和黑启动。2025年7月宣布收购ResilientPowerSystemsInc.，该公司SST方案在充电站领域有深厚积累。瑞士ABB2025年3月投资DGMatrix公司，合作开发固态变压器解决方案，其PowerRouter平台可替代10-20个传统电气设备，体积缩小5倍，效率达98%。新加坡Amperesand专注中压转直流高效变换，第三代1-3MWSiC基SST效率超98.5%，模块化便于扩容。2024年2月完成1245万美元种子轮融资，计划2026年交付首批商业设备，面向兆瓦级超充、边缘算力。美国HeronPower公司宣布完成1.4亿美元的融资，将建造一座年产能40GW的碳化硅固态变压器的工厂，用于数据中心和电网领域，公司计划于2027年初开始试生产。公司已推出中压SST产品HeronLink，旨在用高密度模块化SST取代传统系统。美国SolarEdge与英飞凌达成战略合作，联合开发模块化2-5MWSST构建模块，采用碳化硅开关技术，实现中压到800-1500V直流的直接转换，效率突破99%。美国GEV公司聚焦两种100kW-1MW、10MW以上两种主流SST架构落地，分别适用于中小功率分布式能源、数据中心低压配电等场景和中压配电网、大型新能源电站与工业高功率负荷。公司2009年已采用10kV碳化硅器件，首次完成13.8kV/265V固态变压器示范验证。企业进度2025年4月推出创新数字固态变压器解决方案，强调实时监测、AI故障检测和可再生能源平衡功能，提升电网稳定性和性能。2021年曾与新加坡南洋理工大学合作推进SST技术伊戈尔：2026年4月发布固态变压器JUNO系列新品。企业进度四方股份非数据中心领域商业化应用；数据中心样机1.026年4月初发布。依托西交的科研实力和白云电气的产业资源，推出“羲和”系列SST产品。2025年5月，在昆山建为光能源成了全球首座SST专业生产基地，年产能可达5GW，同时启动了2030年全球总产能30GW的战略规划。金盘科技2026年1月在香港IEEEPES国际会议发布元神ONE系列SST。中国西电25年10月发布4MW光伏直挂型固态变压器，效率达97.5%。2.4MWSST产品已经在“东数西算”核心节点贵安数据中心实现规模化应用。禾望电气26年世纪互联首台套。伊戈尔26年4月初发布产品，巴拿马电源/SST高频变。新风光3月25样机下线，10kV输入、800V直流输出、功率达2500kW，转换效率超98%。阳光电源预计26H2实现产品落地、客户接触；计划直接推出面向北美数据中心版本。研发中正泰电器、科士达、科华、盛弘、特锐德、安靠智电等。四、功率器件及高频变压器是核心零部件SST基于电力电子技术高度集成化，核心拓扑为高压整流级（AC/DC）和隔离）：LLC。降本，一旦突破成本瓶颈，SST凭借性能优势有望加电力电子器件高频变压器结构件与散热系统控制系统辅助电源等杂项SiCMOSFET功率器件特性更适配AIDC禁带宽度（eV）临界场强热导率禁带宽度（eV）临界场强热导率（W/cm·K）电子迁移率（cm2/V·s）侵蚀，延长中压高频变压器及SST整体的绝缘成本；同时消除局部放电引发的电磁干扰（EMI），保障宽禁带半导体需要动态缓解瞬态高电场，避免固态变压器设备的实际挂网寿命缩水。），非晶和纳米晶合金材料：在中频(<100kHz)、大功率(>10kW)应用场合，非切割后损耗显著增大、浇注后应力损耗增大、价格较高等问题有待解决。具有高频损耗小(几乎无涡流损耗)和磁导率高等优点，适用频率范围宽，在SST是高压直流系统，不存在交流过零点，故障电流上升速度更快，传统坏；而固态断路器可实现微秒级快速切断，大幅提升系统故障隔离能力；提高整体供电可靠性与动态响应能力。对比项目传统机械断路器超快熔断器固态断路器典型分断时间10–20ms0.1–1ms5–20μs5kA/ms短路峰值电流50–100kA0.5–5kA0.025–0.10kA电气寿命1000–10000次≥100万次维护便捷性可复用需要更换可复用，智能化程度高控制算法：决定系统可靠性的核心，需要实现≥100kHz高速采样、故障电散热与热管理：连续运行时存在较高热负荷，对模块化散热、液冷/强制风冷及热反馈闭环控制能力要求较高，以保障长期系